DE-102024106094-B4 - Fahrzeugschwellerschiene

Abstract

Fahrzeugschwellerschiene (200), wobei die Fahrzeugschwellerschiene (200) umfasst: ein stranggepresstes Element, das zum Montieren an einem Fahrzeug (10) ausgestaltet ist, das mit der Fahrzeugschwellerschiene (200) ausgestattet ist, wobei das stranggepresste Element eine erste Seite (202), eine zweite Seite (204) gegenüber der ersten Seite (202) und eine Oberseite (206) und eine Unterseite (208) umfasst, die sich jeweils zwischen der ersten Seite (202) und der zweiten Seite (204) erstrecken, wobei sich die erste Seite (202), wenn das stranggepresste Element an dem Fahrzeug (10) montiert ist, entlang einer Batteriezelle (102) des Fahrzeugs (10) erstreckt und das stranggepresste Element eine Entlüftungskammer (212) definiert; und eine Zellenentlüftung (214), die durch die erste Seite (202) hindurch ausgebildet ist, wobei die Zellenentlüftung (214) derart ausgestaltet ist, dass sie, wenn das stranggepresste Element an dem Fahrzeug (10) angebracht ist, die Batteriezelle (102) und die Entlüftungskammer (212) fluidisch verbindet; dadurch gekennzeichnet, dass eine Packentlüftung (218) durch die Unterseite (208) ausgebildet ist, wobei die Packentlüftung (218) derart ausgestaltet ist, dass sie, wenn das stranggepresste Element am Fahrzeug (10) montiert ist, die Entlüftungskammer (212) mit einem Äußeren des Fahrzeugs (10) an der Unterseite (208) fluidisch verbindet; und (i) wobei sich bei am Fahrzeug (10) montiertem stranggepresstem Element ein Entlüftungskamin (116) von der Batteriezelle (102) durch die Zellenentlüftung (214) und wenigstens teilweise in die Entlüftungskammer (212) erstreckt, um die Batteriezelle (102) und die Entlüftungskammer (212) fluidisch zu verbinden; und/oder (ii) wobei sich das stranggepresste Element, wenn es am Fahrzeug (10) montiert ist, entlang einer ersten Seite (202) der Batteriezelle (102) erstreckt und das stranggepresste Element mit einem vorderen Träger (108), der sich entlang einer Vorderseite der Batteriezelle (102) erstreckt, einem hinteren Träger (110), der sich entlang einer Rückseite der Batteriezelle (102) erstreckt, einer oberen Platte (104), die sich entlang einer Oberseite der Batteriezelle (102) erstreckt, und einer unteren Platte (106), die sich entlang einer Unterseite der Batteriezelle (102) erstreckt, verbunden ist; und wobei die untere Platte (106) eine Gleitschiene (112) umfasst, die sich bei am Fahrzeug (10) montiertem stranggepressten Element entlang einer Längsachse des stranggepressten Elements erstreckt, wobei die Packentlüftung (218) derart ausgestaltet ist, dass sie die Entlüftungskammer (212) mit einer Abgaskammer (124) der Gleitschiene (112) fluidisch verbindet

Inventors

• Goro Tamai
• Xianfeng Yan
• Leopoldo Spindola
• Maxwell Watts
• Giles D. Bryer
• Jordan Ladd

Assignees

• GM Global Technology Operations LLC

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20240302

Priority Date

20240118

Claims (7)

1. Fahrzeugschwellerschiene (200), wobei die Fahrzeugschwellerschiene (200) umfasst: ein stranggepresstes Element, das zum Montieren an einem Fahrzeug (10) ausgestaltet ist, das mit der Fahrzeugschwellerschiene (200) ausgestattet ist, wobei das stranggepresste Element eine erste Seite (202), eine zweite Seite (204) gegenüber der ersten Seite (202) und eine Oberseite (206) und eine Unterseite (208) umfasst, die sich jeweils zwischen der ersten Seite (202) und der zweiten Seite (204) erstrecken, wobei sich die erste Seite (202), wenn das stranggepresste Element an dem Fahrzeug (10) montiert ist, entlang einer Batteriezelle (102) des Fahrzeugs (10) erstreckt und das stranggepresste Element eine Entlüftungskammer (212) definiert; und eine Zellenentlüftung (214), die durch die erste Seite (202) hindurch ausgebildet ist, wobei die Zellenentlüftung (214) derart ausgestaltet ist, dass sie, wenn das stranggepresste Element an dem Fahrzeug (10) angebracht ist, die Batteriezelle (102) und die Entlüftungskammer (212) fluidisch verbindet; dadurch gekennzeichnet , dass eine Packentlüftung (218) durch die Unterseite (208) ausgebildet ist, wobei die Packentlüftung (218) derart ausgestaltet ist, dass sie, wenn das stranggepresste Element am Fahrzeug (10) montiert ist, die Entlüftungskammer (212) mit einem Äußeren des Fahrzeugs (10) an der Unterseite (208) fluidisch verbindet; und (i) wobei sich bei am Fahrzeug (10) montiertem stranggepresstem Element ein Entlüftungskamin (116) von der Batteriezelle (102) durch die Zellenentlüftung (214) und wenigstens teilweise in die Entlüftungskammer (212) erstreckt, um die Batteriezelle (102) und die Entlüftungskammer (212) fluidisch zu verbinden; und/oder (ii) wobei sich das stranggepresste Element, wenn es am Fahrzeug (10) montiert ist, entlang einer ersten Seite (202) der Batteriezelle (102) erstreckt und das stranggepresste Element mit einem vorderen Träger (108), der sich entlang einer Vorderseite der Batteriezelle (102) erstreckt, einem hinteren Träger (110), der sich entlang einer Rückseite der Batteriezelle (102) erstreckt, einer oberen Platte (104), die sich entlang einer Oberseite der Batteriezelle (102) erstreckt, und einer unteren Platte (106), die sich entlang einer Unterseite der Batteriezelle (102) erstreckt, verbunden ist; und wobei die untere Platte (106) eine Gleitschiene (112) umfasst, die sich bei am Fahrzeug (10) montiertem stranggepressten Element entlang einer Längsachse des stranggepressten Elements erstreckt, wobei die Packentlüftung (218) derart ausgestaltet ist, dass sie die Entlüftungskammer (212) mit einer Abgaskammer (124) der Gleitschiene (112) fluidisch verbindet
2. Fahrzeugschwellerschiene (200) nach Anspruch 1 , wobei die Zellenentlüftung (214) und die Packentlüftung (218) entlang einer Längsachse des stranggepressten Elements voneinander beabstandet sind.
3. Fahrzeugschwellerschiene (200) nach Anspruch 1 , wobei das stranggepresste Element ein oder mehrere Leitbleche (224) innerhalb der Entlüftungskammer (212) zwischen der Zellenentlüftung (214) und der Packentlüftung (218) umfasst.
4. Fahrzeugschwellerschiene (200) nach Anspruch 1 , die ferner eine Flutöffnung (234) umfasst, die durch die zweite Seite (204) hindurch ausgebildet ist, wobei die Flutöffnung (234) derart ausgestaltet ist, dass sie, wenn das stranggepresste Element am Fahrzeug (10) montiert ist, die Entlüftungskammer (212) mit dem Äußeren des Fahrzeugs (10) an der zweiten Seite (204) fluidisch verbindet.
5. Fahrzeugschwellerschiene (200) nach Anspruch 4 , die ferner eine durch die erste Seite (202) hindurch ausgebildete Sammelentlüftung (240) umfasst, wobei die Sammelentlüftung (240) derart ausgestaltet ist, dass sie, wenn das stranggepresste Element an dem Fahrzeug (10) angebracht ist, einen Sammelbereich an der Batteriezelle (102) mit einer Flutkammer (242) des stranggepressten Elements fluidisch verbindet, wobei die Flutöffnung ferner derart ausgestaltet ist, dass sie, wenn das stranggepresste Element an dem Fahrzeug (10) angebracht ist, die Flutkammer (242) mit dem Äußeren des Fahrzeugs (10) an der zweiten Seite (204) fluidisch verbindet.
6. Fahrzeugschwellerschiene (200) nach Anspruch 1 , wobei sich bei am Fahrzeug (10) montiertem stranggepressten Element ein Mittelträger (300) entlang einer zweiten Seite der Batteriezelle (102) gegenüber der ersten Seite der Batteriezelle (102) erstreckt, wobei der Mittelträger (300) eine zentrale Entlüftungskammer (212) definiert und eine zentrale Zellenentlüftung (214), die derart ausgestaltet ist, dass sie die Batteriezelle (102) und die zentrale Entlüftungskammer (212) fluidisch verbindet, sowie eine zentrale Packentlüftung (218) umfasst, die derart ausgestaltet ist, dass sie die zentrale Entlüftungskammer (212) an einer Unterseite (308) des Mittelträgers (300) fluidisch mit dem Äußeren des Fahrzeugs (10) verbindet.
7. Fahrzeugschwellerschiene (200) nach Anspruch 1 , wobei bei am Fahrzeug (10) montiertem stranggepresstem Element ein Fahrzeugkarosserieelement (1200) an der zweiten Seite (204) montiert ist.

Description

EINLEITUNG Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Struktur-Batterieanordnungen für Fahrzeuge und insbesondere auf Struktur-Batterieanordnung mit Cell-to-Pack (CTP) und Cell-to-Body (CTB). Insbesondere betrifft die Erfindung eine Fahrzeugschwellerschiene gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die eine Struktur-Längsabstützung für die Batterieanordnung und eine Schwellerschienenstruktur für das Fahrzeug bereitstellt. Die Seitenträgerstruktur umfasst eine oder mehrere erste Entlüftungen, die derart ausgestaltet sind, dass sie eine Entlüftungskammer der Seitenträgerstruktur mit einer oder mehreren Batteriezellen der Batterieanordnung fluidisch koppeln, und eine oder mehrere zweite Entlüftungen, die derart ausgestaltet sind, dass sie die Entlüftungskammer an einer Unterseite der Seitenträgerstruktur fluidisch mit dem Äußeren des Fahrzeugs koppeln. Eine gattungsgemäße Fahrzeugschwellerschiene geht der Art nach im Wesentlichen aus der US 2011 / 0 174 556 A1 hervor. Vergleichbare Fahrzeugschwellerschienen gehen aus den Druckschriften DE 10 2020 106 780 A1 und CN 215 244 365 U hervor. Batteriebetriebene Fahrzeuge, wie z. B. Elektrofahrzeuge (EVs) und Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHEVs), sind in der Regel mit Struktur-Batteriepacks ausgestattet, die in das Fahrgestell oder den Rahmen des Fahrzeugs integriert sind. Diese Batteriepacks umfassen in der Regel mehrere Batteriezellen. Zu einem thermischen Durchgehen des Batteriepacks kann es kommen, wenn eine einzelne Zelle im Batteriepack ausfällt, z. B. durch einen Aufprall bei einem Zusammenstoß mit einem Fahrzeug oder durch einen Kurzschluss. Bei einem thermischen Durchgehen kann der Ausfall einer Batteriezelle zum Ausfall weiterer Batteriezellen führen, z. B. weil die zusätzlichen Batteriezellen heißem Gas, Flammen und von der ausgefallenen Batteriezelle ausgestoßenen Partikeln ausgesetzt sind. Um die Auswirkung einer ausgefallenen Batteriezelle auf weitere Batteriezellen in der Batterieanordnung zu verringern, umfasst eine Seitenträgerstruktur der Batterieanordnung ein extrudiertes Element, das eine Entlüftungskammer definiert. Eine erste Entlüftung, die durch das extrudierte Element gebildet ist, ist derart ausgestaltet, dass sie eine oder mehrere Batteriezellen der Batterieanordnung mit der Entlüftungskammer fluidisch verbindet, und eine zweite Entlüftung, die durch das extrudierte Element gebildet ist, ist derart ausgestaltet, dass sie die Entlüftungskammer mit dem Äußeren des Fahrzeugs fluidisch verbindet. So werden während des thermischen Durchgehens einer Batteriezelle heißes Gas, Flammen und/oder Partikel, die von der ausgefallenen Batteriezelle ausgestoßen sind, durch die erste Entlüftung und die Entlüftungskammer und aus der zweiten Entlüftung weg von der Batterieanordnung geleitet, wodurch die Auswirkung der ausgefallenen Batteriezelle auf weitere Batteriezellen in der Baugruppe verringert oder beseitigt ist. KURZDARSTELLUNG Erfindungsgemäß wird eine Fahrzeugschwellerschiene vorgestellt, die sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 auszeichnet. Implementierungen der Erfindung können eines oder mehrere der folgenden optionalen Merkmale umfassen. In einigen Ausführungsformen sind die Zellenentlüftung und die Packentlüftung entlang einer Längsachse des extrudierten Elements voneinander beabstandet. In einigen Beispielen umfasst das extrudierte Element ein oder mehrere Leitbleche innerhalb der Entlüftungskammer zwischen der Zellenentlüftung und der Packentlüftung. In einigen Ausführungsformen umfasst die Fahrzeugschwellerschiene weiterhin eine Flutöffnung, die durch die zweite Seite hindurch ausgebildet ist. Die Flutöffnung ist derart ausgestaltet, dass sie bei am Fahrzeug montiertem stranggepresstem Element die Entlüftungskammer mit der Außenseite des Fahrzeugs an der zweiten Seite in Fluidverbindung bringt. In weiteren Ausführungsformen umfasst die Fahrzeugschwellerschiene weiterhin eine durch die erste Seite verlaufende Sammelöffnung. Die Sammelentlüftung ist derart ausgestaltet, dass sie bei am Fahrzeug montiertem stranggepresstem Element einen Sammelbereich an der Batteriezelle mit einer Flutkammer des stranggepressten Elements fluidisch verbindet. Die Flutöffnung ist ferner derart ausgestaltet, dass sie bei am Fahrzeug montiertem stranggepressten Element die Flutkammer mit dem Äußeren des Fahrzeugs an der zweiten Seite fluidisch verbindet. In weiteren Beispielen erstreckt sich bei am Fahrzeug montiertem stranggepressten Element ein Mittelträger entlang einer zweiten Seite der Batteriezelle, die der ersten Seite der Batteriezelle gegenüber angeordnet ist. Der Mittelträger definiert eine zentrale Entlüftungskammer, und der Mittelträger umfasst eine zentrale Zellenentlüftung, die derart ausgestaltet ist, dass sie die Batteriezelle und die zentrale Entlüftungskammer fluidisch verbindet, sowie eine zentrale Packentlüftung, die derart ausgestaltet ist, dass sie die zentrale Entlüftungskammer an einer Unterseite des Mittelträgers fluidisch mit dem